3.3.1.3.Функции активированного протеина с

На поверхности клеток эндотелия формируется комплекс фермента – АРС, кофактора – протеина S, и субстратов АРС – факторов Va и VIIIa свертывания крови. АРС вызывает протеолиз этих факторов до неактивных форм, не способных ускорять образование тромбина (рис. 3-38).

Рис . 3-38

Образование и свойства активированного протеина с(арс)

Тромбин (ТР), в комплексе с тромбомодулином (ТМ), активирует протеин С (РС), связанный с эндотелиальным протеина С рецептором (EPCR). АРС проявляет антикоагулянтную активность, гидролизуя фактор Va и VIIIa, и цитопротекторную, активируя PAR-1 и индуцируя гены противовоспалительных и антиапоптотических факторов.

Антикоагулянтная активность АРС, в комплексе с протеином S, направлена на расщепление фактора Va, а в комплексе с протеином S или фактором V на гидролиз фактораVIII до инактивированных (ин) форм факторов ФVин и ФVIIIин., которые уже не могут работать, как кофакторы факторов Xa и IXa(соответственно) и , следовательно, ускорять фазу распространения свертывания крови.

АРС в комплексе с EPCR проявляет цитопротекторные свойства, активируя рецептор PAR-1, и открывая новый N-конец (привязанный лиганд), который запускает внутриклеточную сигнализацию и активацию транскрипционного ядерного фактора NF-kB. В ответ на действие АРС NF-kB транслоцируется в ядро и запускает экспрессию генов антивоспалительных и антиапоптотических факторов, подавляя экспрессию провоспалительных и апоптотических и стабилизируя барьерные функции эндотелия( рис. 3-38 ). Фактически, АРС работает как эндогенный протекторный фактор, защищая клетки от гибели и регулируя свертывание крови и тромбообразование.

Нарушение основной антикоагулянтной функции системы протеина С – инактивировать фактор Vа, сопровождается развитием тромботических осложнений. Снижение уровня протеина С и протеина S или их структурные аномалии сопряжены с повышением свертываемости крови.

Несколько лет назад обнаружена патология свертывания крови, названная резистентностью к протеину С. Было показано, что время свертывания плазмы больного с рецидивирующим венозным тромбозом не изменяется после добавления возрастающих концентраций АРС в отличие от плазмы здорового человека, время свертывания которой в подобном эксперименте прогрессивно увеличивается (вследствие инактивации фактора Va, необходимого кофактора фактора Xa).

Причиной этой резистентности к протеину С была единственная мутация в структуре гена фактора V (замена остатка гуанина в положении 1691 нуклеотида на остаток аденина), которая приводила к замене Arg506 на Gln в молекуле фактора V. Мутантная форма фактора V была названа фактор V Лейден (по имени города, в котором впервые была обнаружена эта мутация). Этот дефект обнаружен у 20-50% больных с рецидивирующими венозными тромбозами и венозными эмболиями.

В структуре нормальной молекулы фактора Vа (состоящей из тяжелой и легкой цепей, стабилизированных ионами Са) активированный протеин С расщепляет три пептидные связи в тяжелой цепи в позициях Arg 306, Arg506 и Arg 679. Инактивация фактора Vа имеет двухфазный характер: быстрая фаза, обусловленная расщеплением в позиции Arg 506, приводит к потере 50% активности фактора, а далее следует медленная фаза, связанная с расщеплением при Arg 306. При длительной инкубации фактора Vа с АРС расщепляется связь при Arg 679. Инактивация мутантного фактора V Лейден существенно затруднена в связи с не способностью АPС расщеплять пептидную связь при Gln506 мутантного фактора V (вместо Arg506 в молекуле нативного фактора V ) и активировать первую фазу процесса. При лечении тромбофилии (склонности к тромбообразованию) варфарином у больных с наследственным дефицитом протеина С может развиваться осложнение – микротромбоз сосудов кожи, обусловленое недостаточностью РС. Известно, что время полужизни (t_1/2) РС значительно короче по сравнению с t_1/2 других факторов протромбинового комплекса. Варфарин подавляет синтез этих витамин К-зависимых факторов и вызывает, прежде всего, резкое снижение концентрации протеина С. Это приводит к временному повышению свертываемости крови и тромбозу сосудов кожи с последующим инфарктом кожи.

Активированный протеин С, связываясь со специфическим рецептором - EPCR, и активируя PAR-1, приобретает новые противовоспалительные и анти-апоптотические свойства (рис. 3-35). АРС ингибирует освобождение воспалительных цитокинов (в том числе фактора некроза опухоли – TNF) в модели воспаления, вызванного эндотоксином ( см .главу 4). АРС связанный с EPCR активирует PAR-1 и блокирует адгезию лейкоцитов, предотвращает инфильтрацию лейкоцитов в ткани, защищает от резкого снижения кровяного давления при введении эндотоксина. Некоторые из этих свойств обусловлены способностью активированного протеина С в комплексе с EPCR и PAR-1 ингибировать активацию транскрипционного фактора NF-B (ядерный фактор B) и транслокацию в ядро клетки субъединицы NF-Bр65, ответственной за синтез провоспалительных цитокинов и адгезивных молекул при развитии воспаления. Противовоспалительными свойствами активированного протеина С объясняется его способность снижать гибель экспериментальных животных и смертность пациентов от тяжелого сепсиса.

Подобно активированному протеину С его рецептор – EPCR, также проявляет противовоспалительную активность, поскольку блокирует вход ионов кальция в клетку, транслокацию NFB в ядро и модулирует экспрессию генов (блокируя синтез медиаторов воспаления). EPCR может освобождаться из активированного эндотелия индуцибельной металлопротеиназой и в растворимой форме (sEPCR) обнаруживается в плазме при воспалении. sEPCR связывает протеиназу 3, подобную эластазе, и комплеке с ней взаимодействует с интегрином CD11b/CD18 поверхности активированного лейкоцита, препятствуя его адгезии на эндотелии. Появление свободной формы рецептора АРС может быть составной частью защитных противовоспалительных механизмов( см.главу 4). Исследование кристаллической структуры sEPCR выявило значительное подобие структуре белков семейства MHC класса 1/CD1, большинство из которых участвует в процессах воспаления.

Активированный протеин С оказывает цитопротекторное действие на культивируемые эндотелиальные клетки сосудов мозга, предотвращая их апоптоз, вызываемый гипоксией или действием других повреждающих факторов.

Связывание тромбина с тромбомодулином драматически повышает скорость его нейтрализации плазменными ингибиторами, прежде всего, антитромбином III, взаимодействующим с углеводной цепочкой (хондроитин сульфатом) тромбомодулина. Комплекс тромбина с ингибитором диссоциирует от тромбомодулина, подвергается интернализации и деградации.

АРС, наряду с антикоагулянтной, антивоспалительной и антиапоптотической активностями, стимулирует фибринолитическую активность, вызывая освобождение тканевого активатора плазминогена из его комплекса с ингибитором. Тканевой активатор плазминогена превращает профермент плазминоген в сериновую протеиназу – плазмин. Фибринолиз – деградация фибрина под действием плазмина.

Эффективность работы антикоагулянтных регуляторных систем (блокады образования и активности тромбина), а так же системы фибринолиза, активаторы которого освобождаются из эндотелия, в значительной мере зависит от состояния эндотелия (особенно эндотелия микрососудов), функции которого существенно нарушаются при воспалении (вызванном бактериальной или вирусной инфекцией, травмой или другими причинами), и других патофизиологических процессах.

Ингибирование АРС осуществляют серпины – ингибитор РС – PCI и α-1 AT. PCI весьма необычный ингибитор-субстрат, т.к. имеет два P1 остатка, Arg354 и Phe353, поэтому способен узнавать и расщеплять оба класса сериновых протеаз – трипсиноподобных и химотрипсиноподобных.